Cesium源码解析三(metadata元数据拓展中行列号的分块规则解析)
目录
- 1.前言
- 2.layer.json中available参数意义
- 3.EPSG:4626切片及terrain分块原理
- 4.Cesium的terrain分块规则
- 5.自定义terrain分块规则
- 6.实验
- 7.总结
1.前言
上一篇我们讲到了 metadataAvailability 的含义,它的值是10,意味着每10级会进行一次四叉树的构建,因此第0级和第10级中才包含有元数据的信息。但是我们并没有讲元数据中行列号的分块规则是什么,这一篇,我们就来详细讲一讲。
2.layer.json中available参数意义
我们先来看下 Cesium ion 官方提供的 layer.json 的结构:
相信只要是用过 Cesium 的同学对这个结构应该都不陌生吧。那 available 参数什么意思呢?它自然是代表了每一级全部 terrain 瓦片的行列号。我们再来看看available 的结构:
可以发现,其中包含了15个数组,也就是说 terrain 可以分为15级,每个数组中有一个或多个对象描述了行列号起始和结束号码。那我们的第一个问题就来了:为什么要分块? 要讲清楚这个问题,我们就有必要先来讲下切片的原理了。
3.EPSG:4626切片及terrain分块原理
我们以 EPSG:4326 为例来讲下切片的规则,直接上图
通过上图可以明显看出,每一级中列数都是行数的2倍。当我们把第0级,1行2列,画在图上,就变成了这样:
那么我们怎么用 json 对象来描述它呢?自然是
{startX:0,endX:1,startY:0,endY:0}
同理,当我们把第1级,2行4列,画在图上,就变成了这样:
同样的,我们也拿一个 json 来描述它
{startX:0,endX:3,startY:0,endY:1}
那么,第2级,4行8列,也就顺理成章了:
{startX:0,endX:7,startY:0,endY:3}
第3级,8行16列:
{startX:0,endX:15,startY:0,endY:7}
第4级,16行32列,由于网格太多,我们直接给出范围:
{startX:0,endX:31,startY:0,endY:15}
第5级,32行64列,我们也同样给出范围:
{startX:0,endX:63,startY:0,endY:31}
注意这里出现了不同,当们观察 Cesium 的数据时,发现并不是这样的,它是分块了,我们来看下:
很明显,这里分了6块,当我们把它表示成图时,变成了这样:
细心的读者可能会问,明明分了6块,为什么这里只有5块?仔细看 Cesium 的分块规则,就会发现,第4块类似于一条线,紧挨着第五块。
至此,我们就可以回答第一个问题了,肯定是由于性能问题,才将较大的块分为较小的块。但是我们又产生了第二个问题:Cesium的分块规则是什么?
4.Cesium的terrain分块规则
说实话,这个规则 Cesium 并没有公布出来,在官方论坛上搜索相关内容,也只能拿到 The availability structure is not well documented 这样的答案。于是我产生了一个想法,我们能不能按自己的规则来分块呢?
有了这个想法以后,我们就产生了第三个问题:按多少块来划分呢?
5.自定义terrain分块规则
还是要回到我们切片规则那里,让我们仔细的回忆一下,跟我一起念,观自在菩萨,行深波若波罗密多时,照见五蕴皆空,度一切苦恶,是玄奘翻译的,咳咳咳,跑题了,赶紧回来:
第0级 1行2列 共2块
第1级 2行4列 共8块
第2级 4行8列 共32块
第3级 8行16列 共512块
第4级 16行32列 共2048块
…
512!!!这绝对是一个吉利的数字!!!,就它了,从第3级开始刚好是512块,以后每一级都是512的倍数,非常合适。
那么 Cesium 是多少个网格分一块的呢?仔细看上面第5级的划分,有的是600块,有的是200块,很迷,难怪 Cesium 官网没给出文档。我们就按512来。
因为第0是两个切片,当层级放大时,由这两个切片继续往下分,所以我们可以将所有切片分为两棵树,即左边的0/0/0.terrain所代表的左树和0/1/0.terrain所代表的右树。其实 Cesium 里也是两棵树,这一点我们是一样的。
6.实验
既然思路有了,那我们就开始撸代码了,直接上源码。因为 DEM 数据精度不是很高,只算到了11级。
public void GetAvailable()throws IOException {long startx,endx,starty,endy;String json="C:\\Users\\zhangiser\\Desktop\\available.json";File file=new File(json);if(file.exists()){file.delete();file.createNewFile();}else {file.createNewFile();}FileWriter fw=new FileWriter(file);BufferedWriter bw=new BufferedWriter(fw);fw.write("[");//计算每一级的瓦片个数int max=11;for(int i=1;i<max;i++){long row = (long) Math.pow(2, i);long col=row*2;long total=row*col;fw.write("[");if(total<512){//如果瓦片个数没超过512,记录start和end信息startx=starty=0;endx=col-1;endy=row-1;fw.write(String.format("{\"startX\":%s,\"endX\":%s,\"startY\":%s,\"endY\":%s}",startx,endx,starty,endy));}else {//如果大于等于512,那么循环取512个网格为一个块//第4级 16行32列 共512个网格,但需要注意的是000和010的子节点会将这些网格平分//所以后续的分块方案是://行按16为中断点,列按32位中断点long ysplit=row/16;long xsplit=col/32;for (int j = 0; j <ysplit; j++) {for (int k = 0; k < xsplit; k++) {startx=k*32;endx=(k+1)*32-1;starty=j*16;endy=(j+1)*16-1;if(j==ysplit-1 && k==xsplit-1){fw.write(String.format("{\"startX\":%s,\"endX\":%s,\"startY\":%s,\"endY\":%s}",startx,endx,starty,endy));}else{fw.write(String.format("{\"startX\":%s,\"endX\":%s,\"startY\":%s,\"endY\":%s},",startx,endx,starty,endy));}}}}if(i<max-1) fw.write("],");else fw.write("]");}fw.write("]");fw.close();bw.close();}
这是生成layer.json中的available参数的方法,生成左树和右树的方法类似,就不列举了。
最后,把我们的数据存到 sessionStorage 中,替换掉 Cesium 自己的,看看效果。
完美,大功告成。
7.总结
本篇博文中,我们深入的分析了 Cesium 中 terrain 的 metadata(元数据)这一拓展的组织形式和分块规则,并成功的修改了它的规则,用自己的修改好的规则和Cesium 的数据结合起来,也能实现数据的顺利加载。最后提一句,CesiumLab 和 Cesium 的规则也不一样,有兴趣可以自行对比。好了,本篇就讲到这里了,回见~
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